Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 36

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 36)

Влияние катионов на опти­ хроматографию. В ней в каче­ческую плотность 2-КГ5 М^раствора стве сорбента используют ионинитхромазо в 50%-ном этиловом спир­ты — твердые не растворимые вте при рН 2 (X - 640 нм, / = 1 см): 1 —2+2+++Ва , 2 - Са , 3 - К , 4 - Na , 5 - воде вещества, которые имеют всвоем составе активные ионоNH 4 + , 6 - Mg2+генные группы, противоионыкоторых способны обмениваться на ионы окружающего ионитраствора. При этом в обмен на 1 моль эквивалентов поглощен­ных из раствора ионов ионит отдает в раствор 1 моль эквивален­тов ионов другого вида с зарядом того же знака. По знаку зарядаобменивающихся ионов различают катиониты и аниониты:R=2Na + + СаС12 ^=- R=Ca 2+ + 2NaClкатионный обменR=2CP + Na 2 S0 4- R=SO^- + 2NaClанионный обменИоногенными группами катионитов могут быть: — SOJ,—COO", — РО3", —ASO3"; ионогенными группами анионитов — NH},>NH2, =N + , >S + .

Эти группы структурно связаны с органичес­ким скелетом или матрицей ионита, они не способны к обмену.Подвижными являются только противоионы. Противоионами ка­тионитов могут быть катионы Na + , H + и др. Противоионами ани­онитов могут быть анионы СГ, ОН - и др. О катионите, которыйв качестве противоионов содержит ионы Н + , говорят, что он на162холится в Н + -форме, т.е. способен обменивать Н + на катионы,присутствующие в растворе.Хотя фиксированные ионогенные группы непосредственно неучаствуют в ионном обмене, они обусловливают кислотную илиосновную силу ионитов.

Сильноосновные аниониты и сильнокис­лотные катеониты содержат ионогенные фиксированные группы,которые практически полностью диссоциированы в широком ин­тервале значений рН (=N + , — SOj). Слабоосновные и слабокис­лотные иониты содержат в своей структуре ионогенные фиксиро­ванные группы, диссоциация которых происходит лишь в опреде­ленном интервале значений рН (-NH3, —COO"").

Ионообменнаяемкость таких ионитов определяется не всеми ионогенными груп­пами, а только тем их количеством, которое при данном значе­нии рН раствора находится в ионизированном состоянии.В количественном анализе почв используют главным обра­зом колоночную ионообменную хроматографию. Ионит, осво­божденный от примесей промыванием, помещают в хроматографическую колонку или стеклянную бюретку. Через колонку про­пускают раствор электролита (NaCl, HC1 и др.) и переводят ионитв удобную для анализа форму.При определении сульфатов в почвах водную вытяжку про­пускают через сильнокислотный катионит в Н + -форме.

При этомкатионы поглощаются катионитом, а в раствор переходит экивалентное количество Н + -ионов. Анионы (в том числе и SO;j~) ка­тионитом не поглощаются и остаются в анализируемом растворе.6.3.6.5.1. Методика определения SOj"осадительным титрованиемАликвоту водной вытяжки (количество SO^" в пробе вытяж­ки должно находиться в пределах 0,12-15 мг) пропускают черезкатионит в Н + -форме и устанавливают рН раствора, равным 2. Краствору приливают равный объем ацетона или спирта, вносяткаплю 0,1%-ного водного раствора нитхромазо и титруют 0,02 н.ВаС12 до перехода фиолетовой окраски в голубую, не изменяю­щуюся в течение 1—2 мин. Титрование ведут медленно при по­стоянном перемешивании раствора.6.3.7. Определение кальция и магния в водных вытяжкахСоединения кальция и магния, которые переходят из твер­дых фаз почв в почвенные растворы, фильтраты из паст и вод­ные вытяжки, представлены легкорастворимыми хлоридами, нит­ратами, нитритами и слаборастворимыми солями — гипсом,163кальцитом, доломитом и, возможно, магнезитом.

Магний, крометого, присутствует в почвах в виде легкорастворимого сульфата.В связи с тем что засоленные почвы могут иметь щелочнуюреакцию, концентрация кальция в природных водных растворах частоконтролируется растворением—осаждением кальцита. Тем не ме­нее концентрация кальция в природных растворах может значи­тельно различаться в связи с тем, что растворимость кальцита зави­сит от многих факторов: парциального давления С0 2 в газовых фа­зах системы, рН, ионной силы раствора, от свойств и концентрацииприсутствующих в вытяжках минеральных и органических комплексообразующих веществ. Сульфат-ион, например, в значитель­ной мере может увеличить растворимость кальцита вследствие об­разования растворимого комплекса CaSO^.

В некоторых почвахконцентрация кальция контролируется растворением—образова­нием гипса и может составлять -15 ммоль (+)/100 г почвы.Концентрация магния в водных вытяжках из засоленных почвможет в значительной степени превышать концентрацию каль­ция. Во-первых, потому что сульфаты магния легкорастворимы,а карбонат магния характеризуется более высоким произведени­ем растворимости, чем кальцит, который при взаимодействии скарбонат-ионами образуется в первую очередь.Количественное определение кальция и магния может бытьпроведено инструментальными — электрометрическими и спек­троскопическими и классическими — гравиметрическими и титриметрическими методами.Кальций и магний определяют эмиссионным пламенно-фо­тометрическим и атомно-абсорбционным методами. Наиболеешироко для определения кальция и магния используют атомноабсорбционный метод.

Определение кальция и магния можнопроводить в пламени воздух—ацетилен. Для устранения мешаю­щего влияния кремния, алюминия и фосфора в анализируемые истандартные растворы добавляют лантан или стронций. Кальцийопределяют по аналитической линии 422,7 нм, магний — по ли­нии 285,2 нм.При использовании высокотемпературного пламени закисьазота (N 2 0) — ацетилен не наблюдается химических помех, новозрастают ионизационные помехи, устраняемые введением со­лей щелочных металлов (Обухов, Плеханова, 1991).6.3.7.1.

Комплексонометрическое определениекальция и магнияОпределение кальция и магния в водных вытяжках можетбыть проведено гравиметрическими методами, но чаще приме­няют титрование раствором комплексона III.164В связи с тем что в водную вытяжку переходят лишь следо­вые количества ионов металлов, которые мешают комплексонометрическому определению кальция и магния (Fe, Al, Mn и др.),влияние мешающих компонентов устраняют маскируя, а не от­деляя их. Для маскировки мешающих элементов используют суль­фид натрия, триэтаноламин, диэтилдитиокарбаминат натрия (ме­ханизмы действия см.

в разделе 5.8.1). Для восстановления Мп(IV) в вытяжки добавляют гидроксиламин.Чтобы при подщелачивании не выпадал в осадок карбонаткальция, вытяжку подкисляют, переводя СО 2- и HCOJ в Н 2 С0 3(С0 2 ), и кипятят для удаления С0 2 . A.M. Мещеряков (1964) по­казал, что в присутствии СО2" и HCOJ получают заниженныерезультаты определения кальция.Определение кальция и магния может быть проведено пос­ледовательно, в одной пробе вытяжки и титрованием двух проб,в одной из которых определяют Са2+, в другой — сумму Са2+ иMg2+; содержание Mg2+ вычисляют по разности.6.3.7.1.1.

Методика последовательногокомплексонометрического определения Са2+ и Mg2+в одной аликвоте вытяжкиАликвоту водной вытяжки (10-15 мл) помещают в коничес­кую колбу вместимостью 250 мл, приливают дистиллированнуюводу до объема 100 мл и подкисляют разбавленной 1:1 солянойкислотой до перехода окраски бумаги конго в сине-фиолетовую.Содержимое колбы кипятят 2-3 мин и охлаждают до комнатнойтемпературы. В колбу добавляют гидроксиламин, несколько ка­пель раствора Na2S или несколько кристаллов диэтилдитиокарбамината натрия, приливают 5 мл 10%-ного раствора КОН илиNaOH, вносят мурексид и титруют 0,01 М раствором комплекс­на III до перехода розовой окраски в сиренево-фиолетовую (из­быток не добавлять!).

Объем раствора комплексона III соответ­ствует содержанию Са2+ в пробе.Затем содержимое колбы нагревают до 40—50° и для разруше­ния мурексида в колбу добавляют разбавленную 1:1 соляную кис­лоту до перехода окраски бумаги конго в сине-фиолетовую.Избыток кислоты нейтрализуют до перехода окраски бума­ги конго в красную. В колбу приливают 20 мл хлоридно-аммиачного (NH 4 OH + NH4C1) буферного раствора с рН 10, добавля­ют эриохром черный и титруют раствором комплексона III доперехода винно-красной окраски в синюю. Вблизи точки экви­валентности, когда раствор приобретает фиолетовую окраску,титруют медленно.1656.3.7.1.2.

Методика комплексонометрического определениясуммы Са2+ и Mg2+Аликвоту водной вытяжки подкисляют до перехода окраскибумаги конго в сине-фиолетовую, разбавляют до 100 мл, кипятят2—3 мин. После охлаждения в колбу добавляют гидроксиламин,Na2S или диэтилдитиокарбаминат натрия, аммиак до переходасине-фиолетовой окраски бумаги конго в красную. В колбу при­ливают 20 мл хлоридно-аммиачного буферного раствора, добав­ляют эриохром черный и титруют раствором комплексона III доперехода окраски в синюю.Кальций определяют в отдельной аликвоте водной вытяжки,как описано выше.

Объем раствора комплексона III, соответству­ющий содержанию магния, находят вычитая из объема растворакомплексона III, пошедшего на титрование суммы кальция имагния, объем раствора, пошедший на титрование кальция.Расчет содержания эквивалентов кальция и магния в 100 гпочвы проводят по уравнениям:FJMKQСа2+ ммоль(+)/100г почвы =2-100u~Z т>"алMg2+ ммоль(+)/100 г почвы =(К 2 -К,)МК 0 100-2у,* ал ™где V\ и У2 — объемы комплексона III, пошедшие соответственно натитрование кальция и суммы кальция и магния, мл; М — молярнаяконцентрация комплексона III, ммоль/мл; V^ и V0 — объемы аликвоты и общего количества воды, добавленного к навеске почвы, мл;т — масса навески, г. Коэффициент 2 введен, чтобы перевестичисло миллимолей атомов элементов в число миллимолей эквива­лентов Са2+ и Mg2+.

Чтобы получить массовую долю (%) кальцияи магния в почве необходимо полученные результаты умножитьсоответственно на молярную массу эквивалента кальция (20 г/мольили 0,02 г/ммоль) и магния (12 г/моль или 0,012 г/ммоль).Реагенты см. в разделе 5.8.3.1.Форма записи результатовРастворОбъемСа2+вытяжки, мл комплексона III№объем, по­пробы Навескашедший напочвы, гобщий взятыйМ титрование ммоль(+)/дляанализа151665025025Са" Mf0,01 10,65 4,55Mg2+%ммоль(+)/100 гпочвы%0,0851,820,022 j100 гпочвы4,266.3.8.

Определение натрия и калияв водных вытяжкахВ настоящее время натрий и калий в водных вытяжках, филь­тратах из паст и почвенных растворах определяют методами атом­ной спектроскопии — эмиссионной фотометрии пламени и пла­менным атомно-абсорбционным методом. В период, когда ос­новным методом определения натрия и калия был трудоемкийгравиметрический метод, содержание этих элементов в составелегкорастворимых солей оценивали главным образом расчетнымспособом. При этом основывались на том, что анализируемыерастворы электронейтральны и сумма миллимолей эквивалентованионов равна сумме миллимолей эквивалентов катионов.

Характеристики

Список файлов книги